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光缆交接箱在移动城域网中的重要角色
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1.引言
随着通信行业竞争的日趋激烈，业务发展也越来越趋于多样化，原来的传统语音业务开始向宽带数据业务、IP电话业务迅速发展。为满足业务发展的要求，在城区搞好城域网建设越来越显现出它的必要性和迫切性。这就要求运营商在城域网光缆工程建设中，对光缆覆盖范围、光缆的路由、交接箱的选址及容量等问题需要结合城市发展的规划和业务的需求，进行统一的、全盘性的考虑。
2.网络结构
图1 本地传输网结构示意图
3.本地传输网现状及存在的问题
现状
本地传输网主要业务有移动电话（包括GSM、CDMA）、长途电话、本地电话、数据通信（包括因特网业务和IP电话）和无线寻呼等业务。
由于数据业务的迅速发展，相当一部分基站受到数据带宽限制、交换设备及传输设备的限制，不能满足数据用户的接入需求，由此导致一些数据业务直接接在了汇接层节点上。这样虽然一时解决了用户的接入问题，但浪费了许多城域网的光缆纤芯和浪费城区的管道资源，而且也不利于以后的分层维护和分层管理。
存在问题
由于本地传输网建设对于移动来说是近几年发展起来的，在此之前，本地传输网项目只是作为GSM的配套项目而已，由于业务发展的不均匀性、随机性、急迫性，移动业务和数据业务各自为政，本地传输网建设不同程度的存在无序、重复等现象，给本地传输网的合理利用带来一定困难。因此，对本地传输网进行统一规划、优化原有网络、分层进行建设、维护和管理, 将有利于网络资源的合理利用。
为了解决以上问题，必须按照循序渐进、逐步完善的基本原则进行网络的优化与建设。
4.网络建设方案
网络结构
本地传输网大体分为以下四层：
（1）核心层
（2）汇接层（汇聚层）
（3）接入层（基站）
（4）引入层（数据业务）
根据网络结构, 城域网属于接入层和引入层的范畴。下面侧重讨论引入层建设的一些想法。
引入层网络的建设原则：
（1）对于数据带宽要求不高的用户，适宜接入到就近基站（即接入层（基站）节点）。
（2）对于数据带宽要求较高的用户和一些目标用户或小区，原则上也建议接入就近基站。
（3）对于基站不能满足用户带宽的，为了争取时间、占有市场，数据用户也可以暂时接入汇接层节点，甚至核心层节点。宜采用星型和链型结构。
引入层用户容量计算
引入层汇接节点的确定
引入层应汇接于就近的基站机房(接入层节点)。由于目前部分基站尚未具备数据接入的条件，为了满足数据用户的接入需求，引入层也可直接接入汇接层节点，甚至核心层节点。
为了提高光缆主干的利用率，减少光缆接头引入的开拨次数，有效提高光缆的安全性和可靠性，建议在光缆的主干路由上设立必要的光缆交接箱。光缆交接箱的用户侧光缆，可以根据用户的发展需求进行逐一上箱，交接箱容量的选择可以以288芯为主。交接箱的主干光缆，应就近接入基站(接入层节点)。为了增加接入的灵活性，光缆的一部分主干纤芯可接在汇接层节点上。
引入层的汇接节点所覆盖的范围
原则上根据基站的总体分布、结合城市道路建设以及人口分布、企事业单位、类别及分布等具体情况进行测算核实，使得引入层的汇接节点的覆盖范围、用户数量尽量保持均匀和平衡。在引入层的汇接节点（基站）下方可以设置若干个光缆交接区。
覆盖区域界限可以参照电缆交接箱的进行设定。
对于基站不能满足数据引入，引入层的接入节点可以是汇聚层节点，在城区覆盖范围较大，可以根据光缆路由、街道情况、人口、单位、建筑设施分布情况，分设光缆多个交接区。
在考虑当时主干光缆引入的同时，一定要兼顾考虑就近基站主干光缆的引入，使交接箱容量能够满足需要。
覆盖区域可以1-4平方公里范围。
交接箱与交接箱间距一般为1公里-2公里。
覆盖范围可以由路边繁华地段、目标用户密集区域开始发展，逐步延伸、最终全部覆盖。
5.光交接区的用户数量的确定
光交接主要是解决光接入用户的。交接区范围的确定，应根据企事业单位、目标小区、独立的物业管理小区、家属院、临街营业房、自然家属院等可能接入的用户数量,自然分界情况进行划分确定。
一个光缆接入用户按两芯计算。一般情况可以根据下列情况确定用户数量：
1）企、事业单位数量
2）独立的物业管理小区或家属院数量
3）目标小区、目标建筑群、商务楼数量
4）自然的家属院数量
5）临街门面有可能接入的用户一个路段可以按2-3个用户估算
6）对于园区不明显的，可以按土地占用面积进行估算，按每10000-15000平方米计列一个光接入用户
7）对于可能的用户进行汇总，考虑到用户实际需求、多个运营商等因素
光缆交接箱配线容量可以参照下面公式进行计算:
光缆交接箱配线容量（芯）＝最终收容光接入用户数×2×有效用户率×多电信运营商因子式中的有效用户率取50%，多电信运营商因子取定15%。
因接入用户的不确定性，光缆配线容量仅作为计算交接箱容量的依据，而不作为工程设计和施工实际容量。光缆配线工程的设计按业务需求、分期分布实施。
6.交接箱主干光缆的容量确定
光缆主干的确定应根据光缆的配线容量按一定的比例进行配置,但考虑到主干接入的不确定性（交接箱的主干可能接入层节点或汇聚层节点或先汇聚层节点后过渡到接入层节点）主干容量选取时，应根据接入用户的配线容量按一定比例计算，同时又要考虑主干不确定性因素，进行适度冗余。
主干与配线的比例一般取K=1：1.2～1.5。
主干不确定性因子L取1.2。
主干光缆容量(芯)＝配线容量(芯)×K×L。
考虑到主干光缆路由资源的充分利用，避免重复建设，主干光缆的布设可以一次到位。
交接箱容量确定
选择交接箱容量，应根据接入交接箱光缆容量和该交接箱配线光缆容量进行计算。若考虑到汇聚层和核心层光缆的引入光缆交接箱，还应适当考虑容量的富裕。
7.交接箱的选定
交接箱的使用期是同网络使用期一样，通常约20-25年。
选择高品质的室外箱体使其具有高强度、抗冲击、耐腐蚀和具有保温隔热功效可减缓箱内外温度剧烈变化，能有效防止箱体内由于气候骤变而引起的水气凝结.从而减少凝露现象的产生，并有效地保证箱体内光器件工作环境，同时配合选用耐环境变化的光器件和设计合理的盘纤、跳线路由，能大大减少由于环境变化而产生的光器件附加衰耗的增加和光纤微弯的产生。
交接箱采用模快化设计，使运营商能够随着用户的增加而方便扩容，延长了固定资产的投入。
小型化、高密度、安装灵活的特点，使交接箱可以减少室外占地面积和行人的注意，避免引起人为的破坏。
● 箱体性能：
光缆交接箱既然是一种室外设备，那么对它最根本的要求就是能够抵受剧变的气候和恶劣的工作环境。它要具有防水气凝结、防水和防尘、防虫害和鼠害、抗冲击损坏能力强的特点。目前国内使用的光缆交接箱箱体主要有３类：原装德国KRONE箱体(即现美国ADC公司59M型室外箱体)、国内参照KRONE箱体的仿制品和以及铁质为主的金属箱体。对于金属箱体，因其在防水气凝露等方面性能不佳，在使用中受到了局限。
KRONE箱体是采用以木衬板为核心的三明治式结构的不饱和聚酯玻璃纤维增强材料构成的，阻燃等级达到UL 94V-0标准。而国内一些仿制品由于材料性能和结构等问题导致箱体在防水气凝结和抗冲击两项性能上与KRONE有较大差异。另外由于密封胶条抗老化性能较差，在防水、防尘两项性能上表现也一般。综合考虑性能价格比，KRONE箱体的优势是十分明显的。
● 密封方法：
箱体的性能达到了室外环境的要求， 那么光缆交接箱内部被侵蚀的最后途径就是光缆进孔。显然，如果进孔密封不好，人井中的大量潮气会直接涌入箱体内，对箱内部件甚至光无源器件造成直接损害。通常，工程上采用松香加石蜡（1：1）混合密封的方法，也有使用玻璃胶、橡皮泥或专用合成密封材料的。如采用"非凝固型防火泥(Sealing Putty)"能有效的防止火、灰尘、潮气从人井内进入交接箱。但是不论使用什么材料，都必须具有凝结快速、不溶于水、温度性能好、不干燥龟裂等基本性能。
同时规范化的施工和箱体底座的防潮处理，均能进一步保证箱体的密封。
● 容量：
在实际设计和工程中，人们对光缆交接箱的容量问题似乎仅仅要求容量越大越好，但这样可能带来的后果是：箱体体积增大、设备价格增高。那么更合理的情况应该是怎样的呢?从光缆交接箱的原理图可以看出，光缆交接箱的容量实际上应包括主干光缆直通（或直熔）容量、主干光缆配线容量和分支光缆配线容量三部分。
假设主干光缆为216芯带状光缆（12芯/带），在该分支点下落3带，则：主干光缆直熔区容量为18-3＝15带，180芯；主干光缆配纤区容量为3+3＝6带，72芯；分支光缆配纤区容量为主干光缆配纤容量的1.5-2倍，即108~144芯。
实际上，我们经常所说的交接箱的容量应该指的是它的配纤容量，即主干光缆配纤容量与分支光缆配纤容量之和。针对这个例子，这个交接箱的容量应该为180~216芯。
至于主干光缆的直通部分，实际工程中主要有两种做法：一种是剪断熔接；另一种是不剪断（俗称掏接）。对于前一种情况，需要在光缆交接箱中安装专用的熔接盘（或熔接模块/单元），对于后一种情况，可以通过专用的直通单元来容纳直通光缆。
● 进缆根数：
人们在实践中往往忽视进缆根数这个问题，而更关注交接箱的性能和容量。但是，由于光缆交接箱是长期使用的设备，随着电信运营的不断发展，线路的不断扩容，进箱的光缆会是逐年递增的。没有人希望看到这样的现象：光缆交接箱的容量还有富余，但却再也找不到进缆孔位和光缆固定位了。
沿用上面的例子，假设每根分支光缆为12芯，则：主干光缆2根（一进一出）；分支光缆为9～12根。共计11～14根光缆。当然如果分支光缆的芯数大一些，进缆根数相对会少一些。但从实践中看，光缆交接箱至少要保证10个以上的光缆进孔和光缆固定位。原装德国KRONE箱体能保证24根最大直径为35毫米的线缆进入。
● 跳纤的管理：
人们在实践中往往忽视跳纤管理的重要性， 初期的跳纤路由往往没考虑以后的上纤方便，经常是光缆交接箱的容量还有富余，但却再也无法收容/储存更多的跳纤，其中大多是人为的因素，但有时可能是箱体内走纤设计不合理造成的。美国ADC公司早在设计光交接箱时就考虑到了此类问题，并在其线缆管理理念中进行了充分的诠释，值得运营商借鉴。
8. ADC--网络基础设施专家
作为全球网络基础设施产品和服务的领先供应商，ADC向全球提供有线网络、无线网络、布线网络、宽带网络和企业网络连接产品。ADC提供的基础设施解决方案，作为每个网络的基石，能大大提升因特网/数据、视频、语音传输的速度、带宽和质量。
ADC的光纤和铜线连通组件专为有线、无线、广播、企业和有线网络而设计，并成为各网络连通和复杂电子器件连接的关键交叉和连接点。 ADC可提供数字交叉连接、光纤终端与室外设备、小型封装连接器、光纤和铜线管理系统、远程测试与监控产品、综合布线方案等，这很方便于网络技术人员对网络进行组织、连接、管理和测试，以获得最佳的网络性能。秉承前德国科龙的室外箱体在中国的诸多成功经验，ADC/KRONE公司的室外光缆交接箱，以设计合理的线缆管理系统和高性能光连接器，经过严酷的户外环境测试（抗拉、抗老化），为中国各大电信运营商提供着值得信赖的整体解决方案和优质服务。
作者：ADC公司光纤产品事业部 杨亚俊 来源：网络通信商贸网
随着通信行业竞争的日趋激烈，业务发展也越来越趋于多样化，原来的传统语音业务开始向宽带数据业务、IP电话业务迅速发展。为满足业务发展的要求，在城区搞好城域网建设越来越显现出它的必要性和迫切性。这就要求运营商在城域网光缆工程建设中，对光缆覆盖范围、光缆的路由、交接箱的选址及容量等问题需要结合城市发展的规划和业务的需求，进行统一的、全盘性的考虑。
2.网络结构
3.本地传输网现状及存在的问题
现状
本地传输网主要业务有移动电话（包括GSM、CDMA）、长途电话、本地电话、数据通信（包括因特网业务和IP电话）和无线寻呼等业务。
由于数据业务的迅速发展，相当一部分基站受到数据带宽限制、交换设备及传输设备的限制，不能满足数据用户的接入需求，由此导致一些数据业务直接接在了汇接层节点上。这样虽然一时解决了用户的接入问题，但浪费了许多城域网的光缆纤芯和浪费城区的管道资源，而且也不利于以后的分层维护和分层管理。
存在问题
由于本地传输网建设对于移动来说是近几年发展起来的，在此之前，本地传输网项目只是作为GSM的配套项目而已，由于业务发展的不均匀性、随机性、急迫性，移动业务和数据业务各自为政，本地传输网建设不同程度的存在无序、重复等现象，给本地传输网的合理利用带来一定困难。因此，对本地传输网进行统一规划、优化原有网络、分层进行建设、维护和管理, 将有利于网络资源的合理利用。
为了解决以上问题，必须按照循序渐进、逐步完善的基本原则进行网络的优化与建设。
4.网络建设方案
网络结构
本地传输网大体分为以下四层：
（1）核心层
（2）汇接层（汇聚层）
（3）接入层（基站）
（4）引入层（数据业务）
根据网络结构, 城域网属于接入层和引入层的范畴。下面侧重讨论引入层建设的一些想法。
引入层网络的建设原则：
（1）对于数据带宽要求不高的用户，适宜接入到就近基站（即接入层（基站）节点）。
（2）对于数据带宽要求较高的用户和一些目标用户或小区，原则上也建议接入就近基站。
（3）对于基站不能满足用户带宽的，为了争取时间、占有市场，数据用户也可以暂时接入汇接层节点，甚至核心层节点。宜采用星型和链型结构。
引入层用户容量计算
引入层汇接节点的确定
引入层应汇接于就近的基站机房(接入层节点)。由于目前部分基站尚未具备数据接入的条件，为了满足数据用户的接入需求，引入层也可直接接入汇接层节点，甚至核心层节点。
为了提高光缆主干的利用率，减少光缆接头引入的开拨次数，有效提高光缆的安全性和可靠性，建议在光缆的主干路由上设立必要的光缆交接箱。光缆交接箱的用户侧光缆，可以根据用户的发展需求进行逐一上箱，交接箱容量的选择可以以288芯为主。交接箱的主干光缆，应就近接入基站(接入层节点)。为了增加接入的灵活性，光缆的一部分主干纤芯可接在汇接层节点上。
引入层的汇接节点所覆盖的范围
原则上根据基站的总体分布、结合城市道路建设以及人口分布、企事业单位、类别及分布等具体情况进行测算核实，使得引入层的汇接节点的覆盖范围、用户数量尽量保持均匀和平衡。在引入层的汇接节点（基站）下方可以设置若干个光缆交接区。
覆盖区域界限可以参照电缆交接箱的进行设定。
对于基站不能满足数据引入，引入层的接入节点可以是汇聚层节点，在城区覆盖范围较大，可以根据光缆路由、街道情况、人口、单位、建筑设施分布情况，分设光缆多个交接区。
在考虑当时主干光缆引入的同时，一定要兼顾考虑就近基站主干光缆的引入，使交接箱容量能够满足需要。
覆盖区域可以1-4平方公里范围。
交接箱与交接箱间距一般为1公里-2公里。
覆盖范围可以由路边繁华地段、目标用户密集区域开始发展，逐步延伸、最终全部覆盖。
5.光交接区的用户数量的确定
光交接主要是解决光接入用户的。交接区范围的确定，应根据企事业单位、目标小区、独立的物业管理小区、家属院、临街营业房、自然家属院等可能接入的用户数量,自然分界情况进行划分确定。
一个光缆接入用户按两芯计算。一般情况可以根据下列情况确定用户数量：
1）企、事业单位数量
2）独立的物业管理小区或家属院数量
3）目标小区、目标建筑群、商务楼数量
4）自然的家属院数量
5）临街门面有可能接入的用户一个路段可以按2-3个用户估算
6）对于园区不明显的，可以按土地占用面积进行估算，按每10000-15000平方米计列一个光接入用户
7）对于可能的用户进行汇总，考虑到用户实际需求、多个运营商等因素
光缆交接箱配线容量可以参照下面公式进行计算:
光缆交接箱配线容量（芯）＝最终收容光接入用户数×2×有效用户率×多电信运营商因子式中的有效用户率取50%，多电信运营商因子取定15%。
因接入用户的不确定性，光缆配线容量仅作为计算交接箱容量的依据，而不作为工程设计和施工实际容量。光缆配线工程的设计按业务需求、分期分布实施。
6.交接箱主干光缆的容量确定
光缆主干的确定应根据光缆的配线容量按一定的比例进行配置,但考虑到主干接入的不确定性（交接箱的主干可能接入层节点或汇聚层节点或先汇聚层节点后过渡到接入层节点）主干容量选取时，应根据接入用户的配线容量按一定比例计算，同时又要考虑主干不确定性因素，进行适度冗余。
主干与配线的比例一般取K=1：1.2～1.5。
主干不确定性因子L取1.2。
主干光缆容量(芯)＝配线容量(芯)×K×L。
考虑到主干光缆路由资源的充分利用，避免重复建设，主干光缆的布设可以一次到位。
交接箱容量确定
选择交接箱容量，应根据接入交接箱光缆容量和该交接箱配线光缆容量进行计算。若考虑到汇聚层和核心层光缆的引入光缆交接箱，还应适当考虑容量的富裕。
7.交接箱的选定
交接箱的使用期是同网络使用期一样，通常约20-25年。
选择高品质的室外箱体使其具有高强度、抗冲击、耐腐蚀和具有保温隔热功效可减缓箱内外温度剧烈变化，能有效防止箱体内由于气候骤变而引起的水气凝结.从而减少凝露现象的产生，并有效地保证箱体内光器件工作环境，同时配合选用耐环境变化的光器件和设计合理的盘纤、跳线路由，能大大减少由于环境变化而产生的光器件附加衰耗的增加和光纤微弯的产生。
交接箱采用模快化设计，使运营商能够随着用户的增加而方便扩容，延长了固定资产的投入。
小型化、高密度、安装灵活的特点，使交接箱可以减少室外占地面积和行人的注意，避免引起人为的破坏。
● 箱体性能：
光缆交接箱既然是一种室外设备，那么对它最根本的要求就是能够抵受剧变的气候和恶劣的工作环境。它要具有防水气凝结、防水和防尘、防虫害和鼠害、抗冲击损坏能力强的特点。目前国内使用的光缆交接箱箱体主要有３类：原装德国KRONE箱体(即现美国ADC公司59M型室外箱体)、国内参照KRONE箱体的仿制品和以及铁质为主的金属箱体。对于金属箱体，因其在防水气凝露等方面性能不佳，在使用中受到了局限。
KRONE箱体是采用以木衬板为核心的三明治式结构的不饱和聚酯玻璃纤维增强材料构成的，阻燃等级达到UL 94V-0标准。而国内一些仿制品由于材料性能和结构等问题导致箱体在防水气凝结和抗冲击两项性能上与KRONE有较大差异。另外由于密封胶条抗老化性能较差，在防水、防尘两项性能上表现也一般。综合考虑性能价格比，KRONE箱体的优势是十分明显的。
● 密封方法：
箱体的性能达到了室外环境的要求， 那么光缆交接箱内部被侵蚀的最后途径就是光缆进孔。显然，如果进孔密封不好，人井中的大量潮气会直接涌入箱体内，对箱内部件甚至光无源器件造成直接损害。通常，工程上采用松香加石蜡（1：1）混合密封的方法，也有使用玻璃胶、橡皮泥或专用合成密封材料的。如采用"非凝固型防火泥(Sealing Putty)"能有效的防止火、灰尘、潮气从人井内进入交接箱。但是不论使用什么材料，都必须具有凝结快速、不溶于水、温度性能好、不干燥龟裂等基本性能。
同时规范化的施工和箱体底座的防潮处理，均能进一步保证箱体的密封。
● 容量：
在实际设计和工程中，人们对光缆交接箱的容量问题似乎仅仅要求容量越大越好，但这样可能带来的后果是：箱体体积增大、设备价格增高。那么更合理的情况应该是怎样的呢?从光缆交接箱的原理图可以看出，光缆交接箱的容量实际上应包括主干光缆直通（或直熔）容量、主干光缆配线容量和分支光缆配线容量三部分。
假设主干光缆为216芯带状光缆（12芯/带），在该分支点下落3带，则：主干光缆直熔区容量为18-3＝15带，180芯；主干光缆配纤区容量为3+3＝6带，72芯；分支光缆配纤区容量为主干光缆配纤容量的1.5-2倍，即108~144芯。
实际上，我们经常所说的交接箱的容量应该指的是它的配纤容量，即主干光缆配纤容量与分支光缆配纤容量之和。针对这个例子，这个交接箱的容量应该为180~216芯。
至于主干光缆的直通部分，实际工程中主要有两种做法：一种是剪断熔接；另一种是不剪断（俗称掏接）。对于前一种情况，需要在光缆交接箱中安装专用的熔接盘（或熔接模块/单元），对于后一种情况，可以通过专用的直通单元来容纳直通光缆。
● 进缆根数：
人们在实践中往往忽视进缆根数这个问题，而更关注交接箱的性能和容量。但是，由于光缆交接箱是长期使用的设备，随着电信运营的不断发展，线路的不断扩容，进箱的光缆会是逐年递增的。没有人希望看到这样的现象：光缆交接箱的容量还有富余，但却再也找不到进缆孔位和光缆固定位了。
沿用上面的例子，假设每根分支光缆为12芯，则：主干光缆2根（一进一出）；分支光缆为9～12根。共计11～14根光缆。当然如果分支光缆的芯数大一些，进缆根数相对会少一些。但从实践中看，光缆交接箱至少要保证10个以上的光缆进孔和光缆固定位。原装德国KRONE箱体能保证24根最大直径为35毫米的线缆进入。
● 跳纤的管理：
人们在实践中往往忽视跳纤管理的重要性， 初期的跳纤路由往往没考虑以后的上纤方便，经常是光缆交接箱的容量还有富余，但却再也无法收容/储存更多的跳纤，其中大多是人为的因素，但有时可能是箱体内走纤设计不合理造成的。美国ADC公司早在设计光交接箱时就考虑到了此类问题，并在其线缆管理理念中进行了充分的诠释，值得运营商借鉴。
8. ADC--网络基础设施专家
作为全球网络基础设施产品和服务的领先供应商，ADC向全球提供有线网络、无线网络、布线网络、宽带网络和企业网络连接产品。ADC提供的基础设施解决方案，作为每个网络的基石，能大大提升因特网/数据、视频、语音传输的速度、带宽和质量。
ADC的光纤和铜线连通组件专为有线、无线、广播、企业和有线网络而设计，并成为各网络连通和复杂电子器件连接的关键交叉和连接点。 ADC可提供数字交叉连接、光纤终端与室外设备、小型封装连接器、光纤和铜线管理系统、远程测试与监控产品、综合布线方案等，这很方便于网络技术人员对网络进行组织、连接、管理和测试，以获得最佳的网络性能。秉承前德国科龙的室外箱体在中国的诸多成功经验，ADC/KRONE公司的室外光缆交接箱，以设计合理的线缆管理系统和高性能光连接器，经过严酷的户外环境测试（抗拉、抗老化），为中国各大电信运营商提供着值得信赖的整体解决方案和优质服务。
作者：ADC公司光纤产品事业部 杨亚俊 来源：网络通信商贸网
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